不同轮耕方式对新增耕地土壤团聚体分布及稳定性的影响

为了探明不同轮耕方式对以生土为构建材料的新增耕地的土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响,于2018年10月对免耕—深松—免耕、免耕—深松—翻耕、深松—深松—深松、深松—深松—翻耕四种不同的轮耕方式下0～20cm土层土壤进行采集,分析轮耕方式对土壤团聚体粒径、数量及其结构稳定性的影响。研究结果表明:在新增的可耕作土地中采取不同的轮耕方式,其中深松耕作的次数越多,0.25mm风干团聚体含量越高,土壤团聚度越高;免耕次数越多,0.25mm的水稳性团聚体含量越高,水稳性团聚度越高,团聚体破坏率越小;翻耕则会降低土壤团聚体含量。相关分析表明,影响土壤团聚体平均质量直径(MWD)的主要限制因素为大团聚体含量,容重、孔隙度、团聚体破坏率等因素对其影响不显著。综上,免耕—深松—免耕模式下,土壤水稳性团聚体含量较高,团聚体稳定,形成的土壤结构良好,为新增耕地可采用的优化轮耕方式。     

施肥与耕作措施对土壤养分和小麦产量的影响

为研究有机肥用量与不同耕作方式对土壤质量的变化影响,更好地为农业生产提供科学依据。本文设置低量、中量、高量有机肥施用下结合免耕、翻耕、深松、深松翻耕等不同耕作方式,通过研究麦田土壤理化性质、养分变化以及产量的影响分析。结果表明:短期内施肥与耕作对土壤pH、全氮、有机碳含量变化影响较小;低量有机肥结合免耕或深松处理可降低土壤电导率,免耕下降幅度达3.4%;中量有机肥下免耕、深松处理有利于增加C/N,相比传统耕作分别增加0.9、0.8个百分比;低量有机肥结合翻耕以及中量有机肥结合免耕有利于增加土壤速效钾含量;低量有机肥结合免耕和深松处理,有利于小麦增产,且中量有机肥结合翻耕和翻耕+深松处理,可获高产。综合分析,建议该区避免施入较高有机肥,采用低量有机肥结合免耕措施,有助于土壤肥力提升,又能保证作物产量。     

耕作方式对黄土高原土壤有效磷和速效钾的影响

为明确黄土旱塬区农田长期免耕耕作对土壤有效磷和速效钾的影响,建立适宜的高产高效耕作技术体系。在陕西省长武县的西北农林科技大学长武黄土高原农业生态试验站,选择连续3年进行免耕耕作的试验田,于2015年9月,在冬小麦播种前分别进行免耕、翻耕和旋耕3种耕作处理。2016年冬小麦收获后,分析了3种耕作方式下0～30cm土层土壤有效磷和速效钾含量。结果表明,在0～30cm土层,土壤有效磷和速效钾含量在3种耕作方式下都随着土壤深度的增加而减少。10～20、20～30cm土层有效磷和速效钾含量较0～10cm土层分别减少了16.07%、32.74%和15.54%、27.08%,且都有显著性差异(p0.05)。不同耕作方式下,0～10cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著减少了11.31%;翻耕、旋耕方式下土壤速效钾含量分别比免耕显著减少了6.16%、4.97%(p0.05)。20～30cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著增加了18.12%,翻耕方式下土壤速效钾含量比免耕、旋耕下分别显著增加了17.17%、9.22%(p0.05)。因此,在长期进行免耕的黄土旱塬上,需要进行适当的翻耕或旋耕。     

长期保护性耕作对春玉米养分吸收和土壤肥力的影响

基于渭北旱塬长期定位田间试验,研究了保护性耕作下春玉米不同器官的生物量、养分吸收量及土壤肥力变化。结果表明:与传统耕作不覆盖(CT)相比,保护性耕作能显著提高春玉米籽粒和茎秆生物量,籽粒和茎秆生物量分别提高9.7~98.8%和40.3~123.3%;除地膜覆盖以外,秸秆覆盖和地膜秸秆双元覆盖处理对叶片生物量的影响均达到差异显著水平。春玉米N的吸收主要集中在籽粒和叶片,分别占总吸N量的45.6~61.6%和30.2~43.8%;P在籽粒中的吸收量占总吸P量的72.8~89.0%;K富集在茎秆中,占总吸K量的60.7~68.5%。秸秆覆盖和地膜秸秆双元覆盖处理较对照0~20cm土层土壤有机质、全氮和速效钾含量分别增加13.0~17.1%、6.1~11.0%和6.5~22.6%,而地膜覆盖处理土壤养分含量均不同程度减少。在双元覆盖模式下,免耕改善土壤肥力质量的效果优于传统耕作。     

不同坡位和雨水处理对沟谷地土壤有机碳、氮的影响

雨养农业,尤其是降雨低地稻种植对西非农业的发展具有至关重要的作用。受降雨和地形分布的影响,水分流失严重,易造成土壤退化和养分淋失。本试验研究了不同坡位(坡上、坡下)、不同蓄水模式(有田埂、无田埂)、不同施肥方式(施肥、不施肥)对土壤有机碳、氮含量变化的影响。试验结果表明:不同坡位对土壤SOC、TN、C/N的空间分布有显著影响,坡下土壤的SOC、TN、C/N均高于坡上土壤;坡位与蓄水模式的交互作用对土壤SOC、TN、C/N的空间分布均有显著性影响。在同一坡位上,坡上小区中,有埂小区土壤SOC含量较无埂小区降低了20.7%,C/N降低了10%,且差异显著。而在坡下小区中,有埂小区的土壤SOC、TN、C/N均显著高于无埂小区,分别提高了56.9%、46.7%、7.5%。在同一蓄水模式下,有埂小区间,坡下小区土壤SOC显著高于坡上,C/N则相反。无埂小区之间,坡下小区土壤SOC,TN均显著高于坡上。坡下,尤其是坡下建埂处理下土壤SOC、TN含量最高,有利于雨养低洼稻种植。     

基于水量平衡渭北旱塬苹果滴灌灌溉制度分析

为了探讨渭北旱塬盛果期苹果不同水文年的灌溉制度,本文以洛川县为代表点,利用该县近56年的月气象资料,基于水量平衡原理,分析了晚熟富士在滴灌模式下各水文年的充分与非充分灌溉制度。结果表明:(1)非充分灌溉与充分灌溉相比,推迟了灌水时间,减少了灌水次数和灌水定额。(2)苹果在不同水文年均应补灌,补灌时间和灌水量主要集中在新梢旺长和果实膨大期。(3)滴灌条件下,渭北旱塬在灌溉频率为25%(湿润年)、50%(平水年)、75%(干旱年)、90%(特旱年)时,充分灌溉的灌溉定额为15、30、60、85mm,非充分灌溉为10、25、55、80mm。基于水量平衡原理得到的苹果充分与非充分灌溉制度,能够为该地区苹果的灌溉管理、水资源合理利用提供依据。     

连续秸秆还田对东北黑土区耕层土壤肥力的影响

为了研究长期秸秆覆盖还田对黑土区玉米—大豆轮作下土壤肥力的影响,本试验于2007~2013年在中国科学院东北地理研究所海伦生态实验站开展田间定点试验,选择该地区典型性的土壤类型—黑土为研究对象,以大豆和玉米轮作为主要种植模式,研究了无肥(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPK+S)3种处理对土壤耕层(0~20cm)有机质含量及土壤养分的影响,并与2007年初期土壤进行比较。结果表明,与CK处理、NPK处理和初始土壤相比,NPK+S处理增加了土壤有机质和总磷含量,同时,秸秆还田配施化肥与单施化肥处理相比,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了8.44%、119.91%和10.03%,提升作用显著。通过试验可以得出,秸秆还田配施化肥不仅能提高黑土有机质含量,还能明显改善土壤的养分状况,对黑土肥力提升具有积极意义。     

保护性耕作对土壤酶活性动态变化的影响

研究不同保护性耕作措施在小麦生育期对土壤酶活性的影响。结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作可以提高土壤酶活性,但在不同生育期不同措施对不同种类的酶活性影响有所差异。所有保护性耕作措施下,土壤碱性磷酸酶和纤维素酶的酶活均表现为收获期大于播前,说明在一个小麦生育期内保护性耕作可以提高土壤碱性磷酸酶及纤维素酶的活性。与传统耕作相比,保护性耕作方式可以显著增加土壤总体酶活性,播前以秸秆粉碎还田旋耕播种的效果最好,增幅达29.17%,收获期秸秆覆盖深松+旋+播种下土壤总体酶活性最大,增幅达到27.27%,总体来看覆盖深松、旋耕对增加土壤总体酶活效果最好。     

基于土壤紧实度时空变异的渭北空心村整治后土地利用方式分析

分析比较中国渭北地区空心村整治后在种植农作物和果树情况下的土壤紧实度特性,可为空心村整治后的合理土地利用方式提供借鉴和参考。本研究以渭北旬邑塬区空心村整治后的果园和农田土壤为研究对象,定点定位采用时空研究手段,用紧实度仪分层测定农田和果园在果树生育过程中0～45 cm土壤剖面范围内土壤紧实度状况。结果表明,幼龄果园(10 a)在7月中旬的土层30～45 cm处有一个紧实度增大区域(3 400 kPa),相对大于盛年果园(10 a)(出现在5月中旬到7月底的土层30～45 cm和7月初的土层40～45 cm处)17.65%,幼龄果园土壤中限制果树根系生长的土层深度大约为25 cm以下,盛年果园的非限制性土层明显变薄且限制性土层较盛年果园减少5 cm,而农田只有表层15 cm为非限制性土层,其深层紧实程度非常严重,最高处可达4 600 kPa。所以在渭北空心村整治后,对于土地利用方式的选择上,果树的种植能减小土壤紧实化的发生,土壤的物理演替状况优于农田。     

河道滩涂地土体剖面重构技术研究

本文应用土体有机重构技术,对韩城市下峪口土地整治项目新增耕地土体剖面进行了重构。以容重为1.7g·cm~(-3)黄土构建5cm的人造犁底层,以容重为1.2g·cm~(-3)的黄土构建25cm厚耕作层,通过调整土壤粒径范围,并以《中国土壤养分分级标准》中的养分指标标准中不缺乏水平为设计目标,进行了第一季作物种植,长势良好。后期将结合当地耕作制度,实行轮作倒茬,多施有机肥,保证新增耕地养分平衡供给,为作物生长提供良好的土体剖面环境,使开发耕地逐步实现稳产、高产。     

不同改良材料对复垦土壤有机质及产量的影响

针对宅基地复垦土壤耕作层养分含量低、保水保肥性能差的特点,本文通过小区试验,研究了冬小麦生长季添加粉煤灰(TC)、有机肥(TF)、熟化剂(TS)、熟化剂+粉煤灰(TSC)、粉煤灰+有机肥(TFC)及熟化剂+有机肥(TSF)对土壤有机质及作物产量的影响。结果表明:0～15cm土层土壤有机质含量表现为TFCTFTSFTC TSCTST0,添加有机肥+粉煤灰有机质增加幅度最高;沿土层深度方向,土壤有机质分布呈现出"S"形趋势,随着种植年限的增加,整个耕作层不同土层深度有机质含量逐步提升。种植第1年和第2年,小麦产量均表现为TFCTFTSFTC TSCTST0,有机肥和粉煤灰在生土熟化过程中对小麦增产效果明显;经相关性分析,表层土壤有机质与小麦产量相关系数为0.73,呈显著(P0.05)正相关,即增加表土层有机质含量能提高作物产量。     

脱硫石膏与保水剂PAM对盐碱土理化性质和作物生长的影响研究

为探明脱硫石膏与保水剂PAM材料混合施用对盐碱地改良及作物生长的影响,以定边县新开垦的重度盐碱地为研究对象,设置8种不同试验处理,比较各种措施下土壤pH、电导率、全盐量和作物株高、产量的响应。结果表明:20t·hm~(-2)脱硫石膏和20kg·hm~(-2) PAM混合施用,改良效果最好,较空白对照,表层土壤的pH降低0.50,盐碱地盐分的表聚现象明显减弱,电导率和盐分分别降低了564μS·cm~(-1)和1.861g·kg~(-1);作物产量最高,较对照组产量提升了41.6%。显著减少盐碱地治理过程中的季节性返盐,为解决季节性返盐提供新的思路,也可为陕西省定边县的盐碱地的有效改良和合理的开发利用提供理论依据。     

渭北旱塬近40年来农田施肥与土壤肥力变化特征研究

利用文献资料和测土配方施肥项目数据,分析了渭北旱塬近40年来农田施肥与土壤肥力的变化规律。结果表明,小麦和玉米化肥氮投入量分别从20世纪70年代的45kg·hm~(-2)和89kg·hm~(-2)增加到2 000年的185kg·hm~(-2)和223kg·hm~(-2),增加了308.53%和150.07%;化肥磷投入量分别增加到112kg·hm~(-2)和88kg·hm~(-2);化肥钾投入量分别增加到22.8kg·hm~(-2)和34.6kg·hm~(-2)。小麦产量从1 883kg·hm~(-2)增加到4 269kg·hm~(-2),增加了126.70%;玉米产量从2 519kg·hm~(-2)增加到7 077kg·hm~(-2),增加了180.95%。同时期小麦地块和玉米地块氮磷盈余逐渐增加,钾素亏缺越来越严重。土壤pH由80年代至2000年平均下降了0.24个单位,有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾近40年来分别增加了26.34%、9.23%、187.35%、104.80%和183.01%。     

不同覆盖材料对土壤含水量及小麦产量的影响

采用田间试验,研究不同起垄覆膜种植方式对冬小麦土壤含水率、叶面积指数、小麦产量及产量构成因素的影响。结果表明,小麦不同生育期不同处理的土壤含水量存在显著差异。在苗期,传统平作的土壤含水量最低;在作物大量需水期的拔节期和抽穗期,起垄覆膜处理能有效促进小麦的生长,提高水分的利用效率。不同处理小麦叶面积指数(LAI)呈先上升后下降的变化趋势,在抽穗期达到最大;拔节期以普通地膜处理的LAI最高,为3.78,其次为液体地膜(T3)处理,LAI为3.71,但两者间差异不显著。至抽穗期LAI显著提高,其中T3处理LAI最大,为6.79,较CK提高了15.28%。起垄覆膜处理的小麦穗粒数和千粒重显著高于CK,T3处理的穗粒数及千粒重为24.44粒和41.00g,分别较CK提高了19.3%和5.4%;起垄覆膜具有显著的增产作用,T3处理的产量达4 098.25kg·hm~(-2),较CK提高了29.37%,与CK达到显著差异(P0.05)。综合分析,起垄覆膜处理显著影响土壤含水量及小麦产量,其中以T3处理的效果最佳。     

黄土旱塬施氮模式对春玉米产量和水肥利用效率的影响

通过3a田间试验,研究了不同施肥模式对春玉米产量、耗水量、水分利用效率及氮肥利用效率的影响。试验于2013年4月至2015年9月,在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行,供试作物为春玉米,半覆膜种植。试验共设不施氮对照(CK)、传统施氮(TR)、减量施氮(DR)、缓控释肥(SR)4个处理,定期测定玉米产量、土壤剖面含水量等指标。结果表明:3a试验期间,与TR相比,DR、SR在施氮量减少25%的条件下,春玉米产量无显著差异。TR、DR、SR处理下的春玉米产量分别为13 416.2、13 270.1、13 063.0kg hm-2。施氮显著影响作物水分利用效率,CK、TR、DR、SR处理的水分利用效率值分别为12.6%、24.7%、28.3%、28.8%,DR、SR处理较TR处理,显著增加了土壤水分利用效率,其增幅分别为14.0%、16.0%。CK、TR、DR、SR处理的耗水量依次为376.3、547.4、469.6、452.1mm,与TR相比,DR、SR处理显著降低了土壤耗水量,其降幅分别为14.2%、17.4%。DR、SR处理在连续3a施氮量减少25%的同时,不仅保证了春玉米产量、氮肥利用效率、地上部生物量不降低,而且减少了土壤耗水量,增加了土壤水分利用效率。因此,在土壤干旱贫瘠的黄土高原地区,减少肥料施用量和施用缓控释肥是一种科学合理的施肥管理方式。     

无机有机还田材料对空心村整治后土壤养分的影响

了解空心村整治后的土壤养分特性,为废弃、空置宅基地高效利用及复垦为新增耕地提供科学参考。利用陕西澄城县空心村整治项目区复垦后的土样进行小区试验,分别在改良剂FeSO4(TS)、有机肥鸡粪(TF)和改良剂+有机肥(TSF)三种不同还田材料处理下,以不添加还田材料(T0)为对照,按照0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm分层采样,分别测定其全氮、有效磷、速效钾和有机质。结果表明,空心村复垦经一季作物夏玉米种植后的土壤0～100cm剖面平均养分指标(全氮、有效磷、速效钾和有机质)含量均以处理TSF最大,相对处理T0含量分别高出32.21%、154.03%、14.76%和85.76%(P0.05)。土壤有效磷和有机质含量在处理TSF和TF下存在显著性差异(P0.05)。土壤全氮和有效钾在TF处理下也存在显著差异性(P0.05)。因此,在对空心村进行整治后增加复垦地养分方面,与仅施用FeSO4或鸡粪相比,将鸡粪与FeSO4进行结合施用是最优方案。     

添加材料对黄绵土团聚特性的影响

探究不同添加材料对黄绵土团聚体数量、水稳性团聚体稳定率、团聚体大小和分形维数等的影响,以期为增加黄绵土土壤团聚体和提高其稳定性提供科学依据。在陕西富平中试基地设置野外培养试验,以黄绵土为研究对象,通过添加材料(玉米秸秆和生物质炭),设置4个试验,分别为对照(零添加,CK)、玉米秸秆(5%,S1)、生物质炭(5%,S2)、玉米秸秆与生物质炭混施(各5%,S3),培养30 d后,采集黄绵土土壤样品,利用团聚体测定常用干法和湿法进行测定稳定性指标。结果表明:在整个培养过程中,添加玉米秸秆的处理较其它处理需水量高。通过干法和湿法测定黄绵土不同粒径的团聚体百分含量,各处理下黄绵土不同粒径团聚体含量呈现相同趋势,0.25 mm的团聚体含量的大小次序分别为S3S2S1CK。水稳性团聚体稳定率以S3处理最高,在干法和湿法处理下,土壤团聚体平均重量直径和几何平均直径大小顺序趋势一致,均为S3S2S1CK。湿法下,黄绵土土壤团聚体分形维数与0.25 mm土壤团聚体含量存在良好的负相关线性关系,即R~2=0.960 4。综合分析表明,添加材料可有效改善土壤结构,增加其稳定性,并且混合使用材料对土壤团聚体改善效果优于单一添加材料。     

山旱地向日葵高产高效栽培技术

1、播前准备1)选好地块和茬口向日葵适宜生长在田面向南倾斜的山坡地和台地,以土层深厚,质地良好,保水保肥性能强的壤土为宜。豆类、小麦是向日葵的上等茬口,其次为马铃薯茬、糜谷茬、玉米茬,较差的为油料茬。连作会导致产量和品质的下降。2)合理轮作由于向日葵根系发达,消耗土壤养分多,尤其是植株残体和根系分泌物对后茬作物有抑制作用。因此,必须坚持合理的轮作制度。轮作周期一般为3a:小麦-向日葵-豆类,马铃薯-向日葵-牧草。     

不同成土材料重构效应研究

陕西渭北澄城县农村空心化现象严重,废弃宅基地已成为重要的耕地后备资源。本研究主要针对废弃宅基地中存在的成土材料开展盆栽模拟试验,利用老墙土、宅基地表层土、碎瓦砾、客土、原状土及坑状粉煤灰5种材料进行混合搭配,形成9种不同构型,并通过种植玉米,研究玉米生长特征、生理特征、农艺性状和土壤化学特征,得出以下结论:(1)对比9种土体不同构型,各处理下玉米生育期平均株高大小次序表现为C2C1C7C8C3C5C4C6C9。综合对比分析,以客土和宅地基表层土作为上层耕作土,下层辅以原状土或者碎瓦砾和土壤混合土质,则有利于玉米植株的生长发育。(2)下层为原状土时,上层辅以客土或者宅基地表层土的土体构型对维持作物叶绿素相对含量具有积极的作用。(3)在9种处理下,以下层为原状土,玉米根系平均重量和单株茎秆平均重量表现最优;且以宅基地表层土与原状土混合后,玉米植株平均重量最高为414.0g,且较其他处理差异显著(P0.05)。(4)在0~40cm土层,土壤有机质和全氮含量均随着土壤深度的增加而减小;且以宅基地表层土和原状土组合下土壤养分含量高且稳定。综合分析,宅基地表层土和原状土组合为空心村土地整治中成土材料最优的重构组合。     

沸石对山地新增耕地质量改善效应研究

为了探明环境矿物材料沸石对秦岭山地新增耕地质量的改善效应,设置不同的沸石添加量,通过田间小区试验,对土壤物理化学性质和植物生长指标进行监测研究。结果表明:施用沸石可显著提高土壤水分含量,增强新增耕地土壤抗旱性能,有利于作物水分供给,沸石施用导致了土壤容重的增加;施用沸石有助于土壤难溶态磷向有效态的转化,土壤有效磷含量随沸石添加量的增加而显著增加,低于1 000 kg·hm~(-2)的沸石添加量对土壤速效钾的贡献作用有限,而沸石对土壤全氮的作用无明显规律性;综合大豆生长指标及土壤理化性质的改善作用可知,2 000 kg·hm~(-2)的沸石添加量对山地新增耕地土壤质量提升及作物增产潜力最大。